Youngov eksperiment sa elektronima
1.1 Šta je to klasično u vezi klasične fizike?
Sredinom 1920-tih francuski fizičar Lous de Broglie u svojoj doktorskoj disertaciji iznosi hipotezu da su elektroni dualne prirode: nekad pokazuju samo čestična svojstva kao što su masa, brzina, položaj, naelektrisanje i dr. , a nekad samo talasna svojstva. Njegova hipoteza bila je zasnovana na Einsteionovoj teoriji fotoefekta prema kojoj je elektromagnetno zračenje dualne prirode – nekad se ponaša čisto kao elektromagnetni talas, a nekad čisto kao snop čestica, tj. fotona. Ako elektromagnetno zračenje može da se nekad ponaša kao elektromagnetni talas, a nekad kao snop čestica, zašto onda čestice ne bi mogle da se ponašaju kao talasi? De Broglievo rezonovanje dovelo do razvoja nove fizikalne teorije, kvantne mehanike.
De Broglieva hipoteza je potvrđena u eksperimentima sa difrakcijom elektrona na kristalnoj rešetki. Detektovani elektroni na filmu su pokazali jasno uočene difrakcione maksimume, a znamo da su difrakcija i interferencija osobine talasa, kako zvučnih tako i elektromagnetnih talasa. Međutim, ako se elektron ponaša kao talas, a ne kao čestica, kako možemo znati gdje se elektron nalazi. Talas je pojava koja se širi prostorom i nema tačno određeni položaj. Iz iskustva znamo da ako bacimo kamen u vodu, nastaje vodeni talas koji se širi površinom vode. Ne možemo reći gdje se nalazi talas jer će s vremenom on zauzeti cijelu površinu vode. Iz ovog primjera se može vidjeti konceptulani problem u koji je zapala kvantna mehanika u svojim ranim godinama.
Prije nego se uhvatimo u koštac sa ovom centralnom temom kvantne mehanike, vratimo se na trenutak na klasičnu fiziku koja je zasnovana na Newtonovoj mehanici i Maxwellovoj teoriji elektromagnetizma. Šta je to što klasičnu fiziku čini klasičnom? Klasična fizika je zasnovana na tri principa: determinizam, neprekidnost i lokalnost.
Zakoni klasične fizike su zasnovani na diferencijalnim jednačinama koje se rješavaju poznavajući početne i granične uslove. Ovo se najbolje može razumijeti na primjeru kretanja nebeskih tijela. Ako poznajemo silu koja uzrokuje kretanje nekog nebeskog tijela (gravitaciona sila) i ako poznajemo gdje se tijelo nalazilo u nekom početnom trenutku posmatranja, onda na osnovu Newtonovog zakona možemo odrediti gdje će se tijelo nalaziti u bilo kojem budućem trenutku, pa čak i gdje se nalazilo u prošlosti. Na taj način astronomi su u mogućnosti da proračunaju kada nastupa pomračenje Sunca ili neki drugi astronomski događaj. Prema tome, poznavanjem sile i početnog položaja kao i početne brzine možemo u potpunosti odrediti (determinirati) kretanje tijela. Ovo je poznato kao Newton-Leibnizov princip determiniranosti.
Rješenja diferencijalnih jednačina moraju biti “glatke” funkcije, odnosno funkcije koje su neprekidne i dovoljno puta diferencijabilne u prostoru od interesa (princip neprekidnosti).
Princip lokalnosti podrazumijeva da se prenos sile odvija lokalno. Ovo znači da na tijelo djeluju samo tijela koja se nalaze u njegovoj neposrednoj blizini.
Projekt Rezonantna pojačanja u jonizacionim spektrima molekula
Federalno ministarstvo obrazovanja i nauke odobrilo je projekat pod naslovom Rezonantna pojačanja u jonizacionim spektrima molekula, čiji je voditelj dr. Elvedin Hasović, docent na Odsjeku za fiziku Prirodno-matematičkog fakulteta u Sarajevu.
Javna prezentacija projekta održaće se u utorak 25.03.2015. godine u sali senata Univerziteta u Sarajevu sa početkom u 12:00 sati. U realizaciji projekta će učestvovati članovi naučno-istraživačke grupe Samophys od kojih je šest doktora fizičkih nauka.
Predmet istraživanja u okviru ovog projekta jeste interakcija molekularnih sistema sa jakim laserskim poljima i efekat rezonantnog pojačanja u spektrima fotoelektrona nastalih jonizacijom iznad praga molekularne mete. Osnovni ciljevi su analizirati spektre fotoelektrona i odrediti uslove pod kojim se pojavljuju rezonantna pojačanja u tim spektrima, zatim analizirati uticaj molekularne strukture na efekat rezonantnih pojačanja, te u konačnici uporediti rezultate sa eksperimentom.
The 1st Conference of Medical and Biological Engineering in Bosnia and Herzegovina
U periodu od 13. do 15. marta 2015. godine u Sarajevu je održana The 1st Conference of Medical and Biological Engineering in Bosnia and Herzegovina (http://cmbebih2015.dmbiubih.org/) pod pokroviteljstvom krovne organizacije za medicinski i biološki inžinjering International Federation of Medical and Biological Engineering (IFMBE) čije je sjedište u Parizu. Odgovarajuća organizacija na nivou Bosne i Hercegovine Društvo za medicinski i biološki inžinjering (DMBIUBIH) je primljena početkom ove godine u punopravno članstvo ove prestižne organizacije.
Uposlenici Prirodno-matematičkog fakulteta Univerziteta u Sarajevu, kao i članovi SAMOPHYS grupe imali su zapaženu ulogu na ovome skupu. Prvoga dana Konferencije nakon predavanja prof. dr. Ratka Magjarevića presjednika IFMBE-a, kao i prof. dr. Leandra Pecchie sa Univerziteta u Warwicku u Velikoj Britaniji, svoje predavanje po pozivu na temu Attoscience je održao akademik prof. dr. Dejan Milošević. Pozivno predavanje je bilo zapaženo i održano je pred više od 200 gostiju. Pored navedenih pozivnih predavača svoja predavanja po pozivu su izložili i prof. dr. Werner Mäntele (Institut für Biophysik der Johann Wolfgang Goethe-Universität), prof. dr. Yves Lemoigne (IFMP Ambilly France & CERN, Geneva, Switzerland) i niz drugih uglednih znanstvenika iz Evrope.
Spomenimo učešće i drugih članova Odsjeka za fiziku PMF-a, osobito članova grupe SAMOPHYS na ovome prestižnom skupu. Asistent sa Odsjeka za fiziku PMF-a i član SAMOPHYS grupe Dino Habibović je imao vrlo uspješnu poster prezentaciju pod nazivom Laser-induced nonlinear processes in molecules na kojoj je predstavio najnovije rezultate istraživanja grupe akademika Miloševića. Pored toga, doc. dr. Azra Gazibegović-Busuladžić, doc. dr. Adnan Beganović, te student Odsjeka za fiziku Edis Đedović su imali zapažen rad pod nazivom Fractal Analysis of Digital Mammograms. Pomenuti rad je prezentovao student Edis Đedović. Važno je napomenuti da je doc. dr. Adnan Beganović, vanjski suradnik Odsjeka za fiziku PMF-a, bio član Naučnog odbora i voditelj jedne od plenarnih sesija pod nazivom Biomedical Imaging and Image Processing.
Intervju prof. dr. Dejana Miloševića za časopis Novo vrijeme
Za Novo vrijeme akademik Milošević govori o uspješnoj, nedavno popunjenoj, studentskoj kvoti na Odsjeku za fiziku, o problemima u bh. obrazovanju, podobnosti i nestručnosti kadrova, budućoj upotrebi lasera u praksi itd. Pripremajući se za ovaj intervju, autor ovih redaka nije ni slutio da će se susresti s biografijom koju je teško i pročitati, a pogotovo detaljno proučiti.
Kakav je interes studenata za studij fizike na Prirodno-matematičkom fakultetu Univerziteta u Sarajevu?
Ove godine je poboljšan. Nakon dužeg perioda, sad smo popunili sva mjesta.
Šta je razlog?
Proveli smo nekoliko akcija “Otvorenih dana fizike”. Prirodno-matematički fakultet ove je godine bio dosta populariziran putem medija. Sve to urodilo je plodom i sada su praktično sva studentska mjesta popunjena. Ove godine imamo mnogo odličnih studenata. Prva i druga godina za njih su presudne, ako nemaju talenta za fiziku, teško će završiti fakultet.
Postoji li još koji razlog zbog kojeg je odziv za studij fizike bolji?
Postoje dva razloga. Prvo smo se mi na Odsjeku potrudili privući studente, organizacijom različitih aktivnosti koje su popularizirale sam studij; drugo, mislim da učenici postaju svjesniji toga kako će lakše pronaći posao u budućnosti. Nema veze ako je fakultet težak, bitno je da sebi osiguraju siguran posao. Na biroima nema fizičara! Na tržištu rada potražnja za njima veća je od ponude.
Koliko danas imamo mogućnost biranja stručnog kadra za fiziku?
Malo je teško odgovoriti na to pitanje. U Bosni i Hercegovini je prije rata bila razvijena industrija (Energoinvest, Zrak itd.) koja je dosta apsorbirala fizičare. Tada je fizika davala jedan osnov i ljudi su se s fizikom znali dobro snalazili u praksi. To govorim jer sam jedno vrijeme radio u “Zraku”, u Odjelu za istraživanje i razvoj. Danas je to, nažalost, sve smanjeno. Industrija ne radi, tako da malo onih koji završe fiziku završava u takvim preduzećima.
Ipak, interesantno je da Bosna i Hercegovina ima institucije (meteorologije, metrologije itd.) u kojima fizičari mogu dobiti posao. U tom smislu, evropski propisi pomažu našim fizičarima. Bez obzira na to dobije li neko preko “štele” posao, u tim institucijama moraju postojati stručnjaci koji taj posao znaju raditi. Prednost je onih koji završe Odsjek za fiziku i u tome što se mogu baviti različitim oblastima, pa im to zasigurno olakšava prilikom traženja posla.
Opširnije: Intervju prof. dr. Dejana Miloševića za časopis Novo vrijeme
Završen međunarodni projekat Toward a quantitative strong-field approximation and its application to attoscience
Projekat “Toward a quantitative strong-field approximation and its application to attoscience” (“Ka kvantitativnoj aproksimaciji jakog polja i njenoj primjeni na atonauku”), finansiran od strane Alexander von Humboldt fondacije iz Njemačke, je uspješno završen. Projekat je bio u saradnji sa dr. Wilhelmom Beckerom sa Max-Born Instituta (MBI) iz Berlina. Vrijednost projekta je 55.000,00 Eura. U toku projekta, koji je trajao tri i po godine, objavljeno je 30 naučnih radova u referentnim časopisima. Uspješno su završene i odbranjene četiri doktorske disertacije (Mustafa Busuladžić, Senad Odžak, Azra Gazibegović-Busuladžić i Elvedin Hasović). Na Odsjeku za fiziku, Prirodno-matematičkog fakulteta u Sarajevu izgrađen je računarski klaster tipa Beowulf. Članovi grupe Samophys, kao i ostali zaposlenici, su sada u mogućnosti da vrše zahtjevne numeričke proračune. Korištenje ovoga klastera je važno za njihov dalji naučno-istraživački rad. Glavni događaj u 2011. godini bila je konferencija International Laser Physics Workshop LPHYS’11 koja je održana u Sarajevu od 11. do 15. jula. Oprema nabavljena za prezentacije na toj konferenciji se sada uspješno koristi na Odsjeku za fiziku, Prirodno-matematičkog fakulteta u Sarajevu (projektori u amfiteatru i učionicama).
FMON odobrio projekat Analiza spektara poliatomskih molekula
Na Konkursu za finansiranje/sufinansiranje naučno-istraživačkih i istraživačko-razvojnih projekata u Federaciji BiH u 2013. godini doc. dr. Azri Gazibegović-Busuladžić, kao voditeljici, odobren je projekat pod naslovom Analiza spektara poliatomskih molekula.
Od 139 prijavljenih odobreno je 49 projekata. Ubjedljivo najveći broj bodova imala je dr. Azra Gazibegović-Busuladžić, docent na Odsjeku za fiziku Prirodno-matematičkog fakulteta Univerziteta u Sarajevu: 49,01 bodova; drugorangirana voditeljica je imala 41,05 bodova, a svi ostali ispod 40 bodova. U projektu će učestvovati članovi naučno-istraživačke grupe Samophys, od kojih je šest doktora fizičkih nauka.
Ovaj projekat predstavlja fundamentalno istraživanje iz teorijske fizike, sa primjenama u laserskoj fizici i atomskoj, molekularnoj i optičkoj (AMO) fizici. Osnovni cilj projekta je da se analiziraju molekularni procesi koji se odvijaju u prisustvu jakih laserskih polja i koji su značajni za atofiziku i atohemiju. Za razliku od atoma, u molekularnim spektrima se javljaju minimumi koji su posljedica destruktivne interferencije. U slučaju poliatomskih molekula više parametara određuju uvjete za destruktivnu interferenciju. Analizirajući područja depresije, kao i druge bitne karakteristike spektara, moguće je izvući informaciju o samoj strukturi molekule.
Rezonantno pojačanje u fotojonizacionim spektrima dvoatomskih molekula
Tokom boravka 2011. godine na Max-Born Institutu (MBI) u Berlinu, u okviru Alexander von Humboldt projekta, dr. Elvedin Hasović je ostvario kontakte sa Dr. Wei Quanom istraživačem sa Wuhan Instituta u Narodnoj Republici Kini. Ova suradnja je nakon dvije godine dovela do značajnih naučnih otkrića u atomskoj, molekularnoj i optičkoj fizici. Rezultati su 5. avgusta ove godine publicirani u prestižnom američkom časopisu Physical Review A u sekciji Rapid Communications, kao rad koji zaslužuje ubrzanu proceduru publiciranja [1]. Ukratko ćemo se osvrnuti na rezultate ovoga istraživanja. Teorijsko razmatranje u okviru ovoga istraživanja je predvodio akademik prof. D. B. Milošević, a u istraživanju su učestvovali docent E. Hasović i docent M. Busuladžić. Grupu naučnika iz Kine predvodio je prof. XiaoJun Liu sa Instituta za matematiku i fiziku Wuhan. Također, značajan doprinos istraživanju je dao i prof. Wilhelm Becker sa MBI-a.
Opširnije: Rezonantno pojačanje u fotojonizacionim spektrima dvoatomskih molekula